汽車麥弗遜懸架設計及運動學分析【含CAD圖紙、CATIA三維圖】

畢 業(yè) 設 計開 題 論 證 報 告專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學生姓名 X X 班 級 B 機制 096 學 號 XX10101631 指導教師 X X X 完成日期 201X 年 2月 28日 課題名稱：汽車麥弗遜懸架設計及運動學分析一、課題來源、課題研究的主要內容及國內外現(xiàn)狀綜述1.課題來源生產實際2.課題研究的主要內容通過建立 CATIA 三維模型，然后麥弗遜懸架運動仿真，以便對四輪定位參數及相關零部件尺寸校核，并進行有效快捷的調整。3.國內外現(xiàn)狀隨著國內汽車行業(yè)的發(fā)展，對汽車舒適性，平順性及操縱穩(wěn)定性的要求越來越高，麥弗遜獨立懸架由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿，其始終以其構造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性等眾多優(yōu)點而應用廣泛。我國于上世紀 80 年代開始麥弗遜式懸掛的研究，90 年代開始收獲研究成果。其中，吉林大學郭孔輝院士最早將系統(tǒng)動力學理論與隨機振動理論引入汽車振動與載荷研究，同時編寫了《汽車操縱動力學》 ，同濟大學余卓平院長參與了“汽車半主動懸架研究”并做出卓越貢獻，另外清華大學劉惟信，西南交通大學丁渭平等學者也為我國麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的研究出了較大的貢獻。至于國外，1934 年 Olley 發(fā)明了被動懸架的基本原理，期間經過不斷的發(fā)展和研究，被動懸架系統(tǒng)被廣泛的應用于各式車輛之中。20 世紀 60 年代美國 GE 公司提出了主動懸架概念；70 年代，豐田、沃爾沃等汽車公司就在汽車上作了成功試驗，使主動懸架控制系統(tǒng)以優(yōu)越的減振性能滿足了多種車輛的性能要求，不過雖然主動懸架性能優(yōu)越卻由于制造成本昂貴而不能推廣應用。進入 21 世紀后，隨著人們對汽車乘坐舒適性的不斷追求，近年來已有不少豪華轎車和豪華 SUV 紛紛換裝上了性能更優(yōu)越的電子控制式主動懸架。此外，德國汽車專家耶爾森·賴姆帕爾編寫了《汽車底盤基礎》對各種懸架系統(tǒng)做了詳盡的描述，從懸架系統(tǒng)運動學角度對懸架定位參數進行了定義，德國汽車專家阿達姆.措莫托在其所著的《汽車行駛性能》里系統(tǒng)的對懸架對汽車行駛的穩(wěn)定性與舒適性影響進行了闡述，在此方面做出了杰出的貢獻。在汽車行業(yè)，傳統(tǒng)設計一般采用經驗設計、數學推導法以及幾何作圖等方法，雖然滿足設計要求，但是精度和效率不高。隨著現(xiàn)代競爭的白熱化，人們逐漸意識到提高產品質量、縮短產品開發(fā)周期及降低產品開發(fā)成本，最有效的途徑是應用仿真工具進行系統(tǒng)水平的設計。隨著計算機等工具的普遍使用，虛擬樣機仿真技術得到了大的推廣。目前在國外，ADAMS （機械系統(tǒng)動力學仿真分析軟件）是較常用的研究軟件，其中專門用于汽車動力學分析的 ADAMS/Car 模塊，由于其仿真分析時間短，可重復性好，對各種方案可以進行快速優(yōu)化對比，并可以完成在試驗條件下不能進行的嚴酷工況分析，因此廣泛應用于汽車設計領域。ADAMS 中的 Car 模塊是 MSC 與 Audi、BMW，Renault 和 Volvo 等公司合作開發(fā)的整車設計軟件包，集成了他們在汽車設計、開發(fā)方面的專家經驗，能夠幫助工程師快速建造高精度的整車虛擬樣機。它具有豐富的建模功能和強大的運動學與動力學解算能力，可以建立規(guī)模龐大、機構復雜的系統(tǒng)級仿真模型，可對懸架和整車的性能進行仿真分析和綜合性能的評價。對于懸架系統(tǒng)來說，ADAMS/Car 在仿真結束后，可自動計算出 38 種懸架特性，根據這些常規(guī)的懸架特性，用戶又可定義出更多的懸架特性，產品設計完全可以通過這些特性曲線來對懸架進行綜合性能的評價和分析。ADAMS/Insight 模塊能很方便地進行虛擬試驗，精確地預測所設計的復雜機械系統(tǒng)在各種工作條件下的性能，并對試驗結果提供專業(yè)化的統(tǒng)計結果。二、本課題擬解決的問題汽車懸架和懸掛質量、非懸掛質量構成了一個振動系統(tǒng)，它在很大程度上決定了汽車的行駛平順性與舒適性，并進一步影響到汽車輪胎的使用壽命。因而在設計懸架時必須考慮以下幾個方面的要求：（1）能滿足汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求；（2）降低輪胎的磨損程度（3）所有零部件應具有足夠的強度和使用壽命；三、解決方案及預期效果1.解決方案（1）了解麥弗遜懸架，根據具體問題進行分析；（2）基于 AutoCAD 繪制麥弗遜懸架的二維圖紙；（3）基于 CATIA 軟件建立麥弗遜懸架的三維模型；（4）基于 CATIA 軟件進行麥弗遜懸架運動仿真。2.預期效果（1）查閱資料，分析實驗內容及方向，深入了解麥弗遜懸架；（2）討論并設計實驗方案，進行可行性論證分析確定項目實施方案；（3）計算說明書；（4）用 CATIA 三維建模；（5）用 CATIA 進行運動仿真。四、課題進度安排12 月 23 日～1 月 19 日．畢業(yè)實習階段。畢業(yè)實習，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫 實習報 告。1 月 6 日～2 月 28 日．開題階段。提出總體設計方案及草圖，填寫開題報告，前期 檢查。2 月 24 日～5 月 6 日． 設計初稿階段。完成總體設計圖、部件圖、零件圖，中期檢查。5 月 7 日～5 月 29 日． 設計完善工作階段。完善設計圖紙，編寫畢業(yè)設計說明書。5 月 30 日～5 月 31 日．畢業(yè)設計預答辯。6 月 1 日～6 月 5 日．畢業(yè)設計整改。圖紙修改、設計說明書修改、定稿，材料復 查。6 月 6 日～6 月 7 日．畢業(yè)設計材料評閱。6 月 8 日～6 月 9 日．畢業(yè)答辯。6 月 10 日～6 月 20 日．材料整理裝袋。五、指導教師意見簽名 年 月 日六、專業(yè)系意見簽名 年 月 日七、學院意見簽名 年 月 日